物理電磁感應模擬試題

2022學年蒙城六中第二次午測考卷本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分，共100分，考試時間45分鐘。學校：___________姓名：___________班級：___________一、單選題(共4小題,每小題6.0分,共24分)1.如圖所示，邊長為L的正方形導線框質(zhì)量為m，由距磁場H高處自由下落，其下邊ab進入勻強磁場后，線圈開始做減速運動，直到其上邊dc剛剛穿出磁場時，速度減為ab邊剛進入磁場時的一半，磁場的寬度也為L，則線框穿越勻強磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為()A．2mgLB．2mgL＋mgHC．2mgL＋mgHD．2mgL＋mgH2.如圖所示，勻強磁場方向豎直向下，磁感應強度為B.正方形金屬框abcd可繞光滑軸OO′轉(zhuǎn)動，邊長為L，總電阻為R，ab邊質(zhì)量為m，其他三邊質(zhì)量不計，現(xiàn)將abcd拉至水平位置，并由靜止釋放，經(jīng)時間t到達豎直位置，產(chǎn)生熱量為Q，若重力加速度為g，則ab邊在最低位置所受安培力大小等于()A．B．BLC．D．3.如圖所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應電流．現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化．為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率的大小應為()A．B．C．D．4.如圖所示，紙面內(nèi)有一矩形導體閉合線框abcd，ab邊長大于bc邊長，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強磁場外，線框兩次勻速地完全進入磁場，兩次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab邊平行MN進入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過線框?qū)w橫截面積的電荷量為q1；第二次bc邊平行于MN進入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則()A．Q1＞Q2，q1＝q2B．Q1＞Q2，q1＞q2C．Q1＝Q2，q1＝q2D．Q1＝Q2，q1＞q2二、多選題(共4小題,每小題6.0分,共24分)5.如圖所示，豎直放置的兩根足夠長平行金屬導軌相距L，導軌間接有一阻值為R的電阻，質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒與兩導軌始終保持垂直并良好接觸，且無摩擦，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，金屬棒下落高度為h時開始做勻速運動，在此過程中()A．導體棒的最大速度為B．通過電阻的電荷量為C．導體棒克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量D．重力和安培力對導體棒做功的代數(shù)和等于導體棒動能的增加量6.如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，當PQ在外力作用下運動時，MN在磁場力作用下向右運動．則PQ所做的運動可能是(說明：導體棒切割磁感線速度越大，感應電流越大)()A．向右勻加速運動B．向左勻加速運動C．向右勻減速運動D．向左勻減速運動7.(多選)如圖，勻強磁場垂直于軟導線回路平面，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形，則該磁場()A．逐漸增強，方向向外B．逐漸增強，方向向里C．逐漸減弱，方向向外D．逐漸減弱，方向向里8.單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，如線圈所圍面積里的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則線圈中(A．0時刻感應電動勢最大B．0.05s時感應電動勢為零C．0.05s時感應電動勢最大D．0～0.05s這段時間內(nèi)平均感應電動勢為0.4V題號12345678答案分卷II三、填空題(共2小題,,共15分)9.半徑為r、電阻為R的n匝圓形線圈在邊長為L的正方形abcd外，勻強磁場充滿并垂直穿過該正方形區(qū)域，如下圖甲所示．當磁場隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示時，則穿過圓形線圈磁通量的變化率為________，t0時刻線圈產(chǎn)生的感應電流為________．10.為了探究電磁感應現(xiàn)象的產(chǎn)生條件，圖中給出了必備的實驗儀器．(1)請你用筆畫線代替導線，將實驗電路連接完整．(2)正確連接實驗電路后，在閉合開關(guān)時靈敏電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，開關(guān)閉合后，迅速移動滑動變阻器的滑片，靈敏電流計的指針________(選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn)．斷開開關(guān)時靈敏電流計的指針________(選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn)．四、計算題11.(12fen)2022年9月25日，我國“神舟七號”載人飛船發(fā)射成功，在離地面大約200km的太空運行．假設載人艙中有一邊長為50cm的正方形導線框，在宇航員操作下由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向，此時地磁場磁感應強度B＝4×10－5T，方向如圖所示．(1)該過程中磁通量的改變量的大小是多少？(2)該過程線框中有無感應電流？設線框電阻為R＝0.1Ω，若有電流則通過線框橫截面的電荷量是多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)12.(15fen)如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在傾角θ＝37°的絕緣斜面上，頂部接有一阻值R＝3Ω的定值電阻，下端開口，軌道間距L＝1m，整個裝置處于磁感應強度B＝2T的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向上，質(zhì)量m＝1kg的金屬棒ab置于導軌上，ab在導軌之間的電阻r＝1Ω，電路中其余電阻不計，金屬棒ab由靜止釋放后沿導軌運動時始終垂直于導軌，且與導軌接觸良好，不計空氣阻力影響，已知金屬棒ab與導軌間動摩擦因數(shù)μ＝0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2.(1)求金屬棒ab沿導軌向下運動的最大速度vm.(2)求金屬棒ab沿導軌向下運動過程中，電阻R上的最大電功率PR.(3)若從金屬棒ab開始運動至達到最大速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱總共為1.5J，求流過電阻R的總電荷量q.答案解析1.【答案】C【解析】設線框剛進入磁場時的速度為v1，剛穿出磁場時的速度v2＝①線框自開始進入磁場到完全穿出磁場共下落高度為2L.由題意得mv＝mgH②mv＋mg·2L＝mv＋Q③由①②③得Q＝2mgL＋mgH.C選項正確．2.【答案】D【解析】由能量守恒得：mgL＝Q＋mv2①F＝BIL②I＝③由①②③得：F＝，故選項D正確．3.【答案】C【解析】設圓的半徑為L，電阻為R，當線框以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應電動勢E1＝B0ωL2.當線框不動，而磁感應強度隨時間變化時E2＝πL2，由＝得B0ωL2＝πL2，即＝，故C項正確．4.【答案】A【解析】根據(jù)功能關(guān)系知，線框上產(chǎn)生的熱量等于克服安培力做的功，即Q1＝W1＝F1lbc＝lbc＝lab同理Q2＝lbc，又lab＞lbc，故Q1＞Q2；因q＝t＝t＝，故q1＝q2，A正確．5.【答案】BD【解析】金屬棒由靜止釋放后，當a＝0時，速度最大，即mg－BL＝0，解得vm＝，A項錯誤．此過程通過電阻的電荷量q＝Δt＝·Δt＝，B項正確．導體棒克服安培力做的功等于整個電路產(chǎn)生的熱量，C項錯誤．由動能定理知對金屬棒有ΔEk＝W重＋W安，D項正確．6.【答案】BC【解析】MN在磁場力作用下向右運動，說明MN受到的磁場力向右，由左手定則可知電流由M指向N，由楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生感應電流的磁場應該是向上減小，或向下增加；再由右手螺旋定則與楞次定律可知，PQ可能是向左加速運動或向右減速運動．故B、C正確，A、D錯誤．故選：B、C.7.【答案】CD【解析】磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形，軟導線受到的安培力的方向向外，軟導線圍成的面積擴大，根據(jù)楞次定律的推廣形式可得，導線內(nèi)的磁通量一定正在減少，而擴大面積可以阻礙磁通量的減少，該過程與磁通量的方向無關(guān)，故C、D正確，A、B錯誤．8.【答案】ABD【解析】由圖示圖象可知，0時刻磁通量的變化率最大，感應電動勢最大，故A正確；由圖示圖象可知，0.05s時刻磁通量的變化率為零，感應電動勢為零，故B正確，C錯誤；由法拉第電磁感應定律可知，0～0.05s內(nèi)平均感電動勢：E＝＝＝0.4V，故D正確．9.【答案】l2n【解析】磁通量的變化率為＝S＝l2根據(jù)法拉第電磁感應定律得t0時刻線圈中的感應電動勢E＝n＝nl2再根據(jù)閉合電路歐姆定律得感應電流I＝n＝n.1.【答案】(1)發(fā)生發(fā)生【解析】法拉第最后才領(lǐng)悟到，磁生電是一種在變化、運動過程中才能產(chǎn)生的效應．最后他將引起電流的原因歸為五類：變化的電流、變化的磁場、運動的恒定電流、運動的磁鐵，在磁場中運動的導體．因此開關(guān)閉、斷開產(chǎn)生變化的電流，所以應該發(fā)生偏轉(zhuǎn)．10.【答案】(1)1.4×10－5Wb(2)有1.4×10－4C【解析】(1)設線框在水平位置時法線n方向豎直向上，穿過線框的磁通量Φ1＝BSsin37°＝6.0×10－6Wb.當線框轉(zhuǎn)至豎直位置時，線框平面的法線方向水平向右，與磁感線夾角θ＝143°，穿過線框的磁通量Φ2＝BScos143°＝－8.0×10－6Wb，該過程磁通量的改變量大小ΔΦ＝|Φ1－Φ2|＝1.4×10－5Wb.(2)因為該過程穿過閉合線框的磁通量發(fā)生了變化，所以一定有感應電流．根據(jù)電磁感應定律得，＝＝.通過的電荷量為q＝·Δt＝＝1.4×10－4C.12.【答案】(1)2m/s(2)3W(3)1.0C【解析】(1)金屬棒由靜止釋放后，沿斜面做變加速運動，加速度不斷減小，當加速度為零時有最大速度vm，由牛頓第二定律mgsinθ－μmgcosθ